一種類水滑石催化劑、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種類水滑石催化劑、制備方法及其應(yīng)用，涉及一種用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)的催化劑、制備方法及其應(yīng)用。所述的類水滑石是以二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽為原料合成的水滑石為催化劑的插層載體，插層載體為磷鎢酸陰離子。制備方法為將前驅(qū)體分散于去離子水中形成懸濁液，離子交換。所述的催化劑用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)合成環(huán)氧脂肪酸甲酯。該催化劑即保持了LDHs固有的較好的催化性能，催化性能大幅度提高。該催化劑的制備方法簡(jiǎn)單，避免了長(zhǎng)時(shí)間晶化及純化，有助于降低催化反應(yīng)中的擴(kuò)散阻力。該催化劑在參與環(huán)氧化反應(yīng)過(guò)程中，材料主體和客體協(xié)同催化作用，體現(xiàn)出較好的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
【專利說(shuō)明】一種類水滑石催化劑、制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增塑劑的催化制備技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)的催化劑、制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]增塑劑作為一種添加劑添加入聚乙烯等塑料制品中，目前，市場(chǎng)上的增塑劑有90%為鄰苯二甲酸類增塑劑，但傳統(tǒng)的鄰苯二甲酸酯類增塑劑雖然應(yīng)用范圍廣、性能也較好，但是因?yàn)楸江h(huán)的存在對(duì)人和動(dòng)物都有一定的毒性，已經(jīng)禁用于兒童玩具、醫(yī)療用品、食品包裝等與人體密切接觸的塑料及橡膠制品中。
[0003]環(huán)氧脂肪酸甲酯能有效代替鄰苯二甲酸類增塑劑，并因其具有制品韌性優(yōu)良、相容性好、揮發(fā)性低、遷移性好、無(wú)毒可接觸食品、對(duì)光和熱有良好的穩(wěn)定性作用優(yōu)點(diǎn)，受到PVC行業(yè)的廣泛關(guān)注。此外環(huán)氧脂肪酸甲酯可以穩(wěn)定聚氯乙烯鏈上的氯離子，結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團(tuán)可以吸收因光和熱而釋放出的氯化氫，從而抑制連續(xù)分解，延長(zhǎng)PVC制品的應(yīng)用，同時(shí)起到增塑劑和穩(wěn)定劑的作用。
[0004]環(huán)氧脂肪酸甲酯的傳統(tǒng)合成工藝為將脂肪酸甲酯、甲酸、雙氧水混合，以濃硫酸催化，在45?65°C下在釜式反應(yīng)器中攪拌反應(yīng)數(shù)小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，除去水相，再通過(guò)減壓蒸餾得到環(huán)氧脂肪酸甲酯。該工藝產(chǎn)生大量廢棄酸液，造成環(huán)境污染同時(shí)腐蝕設(shè)備，大大限制了增塑劑環(huán)氧脂肪酸甲酯的使用范圍，而且不符合綠色化學(xué)的理念。為了進(jìn)一步減輕在合成環(huán)氧脂肪酸甲酯的過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染并提高，選擇合適的催化劑是高效、綠色制備環(huán)氧脂肪酸甲酯的關(guān)鍵。
[0005]專利CN101235021公開(kāi)了采用雜多酸液相催化劑，雖然降低了催化劑對(duì)設(shè)備的腐蝕，但雜多酸液相催化劑中含有重金屬，會(huì)造成產(chǎn)品重金屬污染，不能用于食品、藥物的包裝材料，以及玩具及家庭裝飾材料的助劑；其次，雜多酸催化劑制備復(fù)雜，工藝流程長(zhǎng)，成本較聞。
[0006]專利CN101284821環(huán)氧脂肪酸甲酯制備方法，采用離子液體催化劑。離子液體是親水性鹽，環(huán)氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生無(wú)機(jī)溶液，降低其催化效果，因而所得環(huán)氧值較低。
[0007]專利CN101139328環(huán)氧脂肪酸甲酯合成新工藝，采用磁性催化劑。該方法實(shí)現(xiàn)了催化劑的有利分離但其制備比較復(fù)雜，并且制備成本高。
[0008]專利CN101591588環(huán)氧大豆油或環(huán)氧脂肪酸甲(乙)酯制備方法，采用采用有機(jī)錸氧化物作催化劑，過(guò)氧化脲提供氧源，不使用質(zhì)子酸和羧酸傳遞氧原子。此法制備復(fù)雜成本聞。
[0009]盡管以上幾種方法在一定程度上提高了產(chǎn)品的環(huán)氧值，降低了催化劑對(duì)設(shè)備的腐蝕，但是以上專利方法所制備的催化劑仍然無(wú)法滿足工業(yè)要求，且存在結(jié)構(gòu)易破壞、催化劑
穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種類水滑石催化劑，在水滑石層間插層組裝上磷鎢酸根陰離子，制備層間客體為磷鎢酸根的插層LDHs材料。該磷鎢酸根插層水滑石即保持了 LDHs固有的較好的催化性能，同時(shí)又能使其催化性能大幅度提高。該催化劑具有較好的活性穩(wěn)定性。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供該催化劑的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單。避免了常規(guī)合成中對(duì)類水滑石漿液的長(zhǎng)時(shí)間晶化及純化，該方法制備的類水滑石的顆粒較小，有助于降低催化反應(yīng)中的擴(kuò)散阻力。而采用超聲振蕩的方法對(duì)類水滑石前驅(qū)體進(jìn)行插層，有利于磷鎢酸陰離子插層進(jìn)入類水滑石層間。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供該催化劑用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)合成，該催化劑在參與環(huán)氧化反應(yīng)過(guò)程中，材料主體和客體協(xié)同催化作用，體現(xiàn)出較好的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
[0013]一種類水滑石催化劑，所述的類水滑石是以二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽為原料合成的水滑石為催化劑的插層載體，插層載體為磷鎢酸陰離子。
[0014]所述的二價(jià)金屬鹽是Mg、Ca、Zn的硝酸鹽、氯化物中的任何一種；所述的三價(jià)金屬鹽是Al、Fe的硝酸鹽、氯化物中的一種；所述的四價(jià)金屬鹽是Ti的氯化物。
[0015]水滑石類化合物是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氫氧化物，因其具有層板組成的可調(diào)變性和層間陰離子的可交換性，使其在眾多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。水滑石及其焙燒分解產(chǎn)物表面存在酸堿中心，具有酸堿雙功能性，以其作為固體酸堿催化劑在許多催化領(lǐng)域都表現(xiàn)出了良好的催化效果。磷鎢酸具有氧化還原性，是一種多功能的環(huán)保催化劑，其“準(zhǔn)液相行為”和多功能催化等優(yōu)點(diǎn)，使其具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。磷鎢酸根陰離子插層類水滑石為環(huán)氧化反應(yīng)提供了更多其他種類的反應(yīng)活性中心，同時(shí)插層的陰離子也增大了類水滑石的層間距，有效地改善類水滑石催化劑的催化環(huán)氧化活性。該催化劑制備方法簡(jiǎn)單，催化劑活性高，壽命長(zhǎng)，可重復(fù)使用，反應(yīng)后催化劑易從系統(tǒng)中分離，產(chǎn)品中無(wú)催化劑殘留，環(huán)境友好，能較好滿足目前制取高純度環(huán)氧脂肪酸甲酯工藝的要求。
[0016]本發(fā)明方法中所用的催化劑的制備方法如下:
[0017]室溫下，在去離子水介質(zhì)中，將二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽和尿素發(fā)生反應(yīng)，得到類水滑石前驅(qū)體；
[0018]將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在7%?10%的懸濁液，按前驅(qū)質(zhì)量比為3%?5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，離子交換，得磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑。
[0019]所述的二價(jià)金屬離子與三價(jià)金屬離子或二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的摩爾比為2:1?5:1，尿素與上述金屬離子總量的摩爾比為6:1?10:1。
[0020]在室溫下將一定量的二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽溶解于去離子水中，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中，隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)釜置于控溫加熱箱中，于100?150°C下加熱8?12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到類水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在7%?10%的懸濁液，按3%?5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換2h?4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑。
[0021]按上述方法制備的催化劑進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，過(guò)程簡(jiǎn)述如下:[0022]在裝有溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入脂肪酸甲酯，甲醇，催化劑，將過(guò)量的過(guò)氧化氫滴加到反應(yīng)體系中。一定溫度下恒溫并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)離心機(jī)分離出固體催化劑與液體產(chǎn)物，催化劑處理后回用，液體經(jīng)分液、洗滌、減壓蒸餾處理后得到環(huán)氧脂肪酸甲酯。
[0023]在上述活性評(píng)價(jià)方案中，催化劑用量是脂肪酸甲酯的量3%?10%，H2O2與脂肪酸甲酯雙鍵摩爾數(shù)之比是1:1?3:1，反應(yīng)溫度55?75V。
[0024]所述的催化劑用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)合成環(huán)氧脂肪酸甲酯。
[0025]脂肪酸甲酯，甲醇，磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑和過(guò)量的過(guò)氧化氫反應(yīng)，分離得到環(huán)氧脂肪酸甲酯；
[0026]磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑用量是脂肪酸甲酯的量3%?10%，H2O2與脂肪酸甲酯雙鍵摩爾數(shù)之比是1:1?3:1，反應(yīng)溫度55?75V。
[0027]所述的脂肪酸甲酯為R1-Ch=CH-R2-COOCH, R1和R2碳數(shù)為14一 16。
[0028]有益效果:
[0029]水滑石類化合物是一類新型的催化材料，具有層狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氫氧化物，因其具有層板組成的可調(diào)變性和層間陰離子的可交換性，使其在眾多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。磷鎢酸是一種多功能的新型催化劑，具有很高的催化活性。磷鎢酸根插層水滑石不僅可以為環(huán)氧化反應(yīng)提供了更多其它種類的反應(yīng)活性中心，同時(shí)磷鎢酸根陰離子插層水滑石也增大了水滑石的層間距，從而提高催化活性和選擇性。磷鎢酸根插層水滑石同時(shí)兼有水滑石和磷鎢酸鹽的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于催化脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)，整個(gè)過(guò)程不引入羧酸和有毒溶劑，克服了目前液相環(huán)氧化酸腐蝕的問(wèn)題，提高了環(huán)氧化產(chǎn)率，而且催化劑可重復(fù)使用。
[0030]說(shuō)明書(shū)附圖
[0031]圖1磷鎢酸插層鋅鈦水滑石樣品的XRD圖譜
[0032]圖2磷鎢酸插層鋅鈦水滑石樣品的FT-1R圖
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1
[0034]在室溫下將一定量的硝酸鎂和硝酸鋁(鎂鋁金屬離子的摩爾比為2:1)溶解于去離子水中，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為6:I)，隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于100°C下加熱8h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鎂鋁水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在7%的懸池液,按3%的配比稱取磷鶴酸溶解于此懸池液中,在超聲波振蕩器中離子交換2h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鎂鋁水滑石催化劑。
[0035]在裝有溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入硬脂酸甲酯，甲醇，催化劑，將過(guò)量的過(guò)氧化氫滴加到反應(yīng)體系中，催化劑用量是硬脂酸甲酯的量7%，H2O2與硬脂酸甲酯碳碳雙鍵摩爾數(shù)之比是1.5:1。75°C下恒溫并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)離心機(jī)分離出固體催化劑與液體產(chǎn)物，催化劑處理后回用，液體經(jīng)分液、洗滌、減壓蒸餾處理后得到環(huán)氧硬脂酸甲酯。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷)180號(hào),環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g-1):0.50，閃點(diǎn)(°C ): 191，加熱減量((125℃*3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56 * 108。
[0036]實(shí)施例2
[0037]在室溫下將一定量的硫酸鋅和硫酸鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為3:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為8:1)，隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于140°C下加熱10h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在8%的懸濁液，按4%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換2h~4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0038]在裝有溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入棕櫚酸甲酯，甲醇，催化劑，將過(guò)量的過(guò)氧化氫滴加到反應(yīng)體系中，催化劑用量是棕櫚酸甲酯的量3%，H2O2與棕櫚酸甲酯碳碳雙鍵摩爾數(shù)之比是1:1。55°C下恒溫并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)離心機(jī)分離出固體催化劑與液體產(chǎn)物，催化劑處理后回用，液體經(jīng)分液、洗滌、減壓蒸餾處理后得到環(huán)氧棕櫚酸甲酯。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷)180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%,酸值(mg.g—1):0.50，閃點(diǎn)(°C ): 191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56 X 108。
[0039]實(shí)施例3
[0040]在室溫下將一定量的氯化鋅和四氯化鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為5:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為10:1),隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于140°C下加熱12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在10%的懸濁液，按5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換3h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0041]在裝有溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入亞油酸甲酯，甲醇，催化劑，將過(guò)量的過(guò)氧化氫滴加到反應(yīng)體系中，催化劑用量是亞油酸甲酯的量10%，H2O2與亞油酸甲酯碳碳雙鍵摩爾數(shù)之比是3:1。60°C下恒溫并充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)離心機(jī)分離出固體催化劑與液體產(chǎn)物，催化劑處理后回用，液體經(jīng)分液、洗滌、減壓蒸餾處理后得到環(huán)氧亞油酸甲酯。產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷)180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g—1):0.50，閃點(diǎn)(°C ): 191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):
6.56 X 108。
[0042]實(shí)施例4
[0043]在室溫下將一定量的氯化鋅和四氯化鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為5:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為10:1),隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于140°C下加熱12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在10%的懸濁液，按5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0044]按實(shí)施例1的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷):≤180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g-1):0.50，閃點(diǎn)(V ):191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56X IO80
[0045]實(shí)施例5
[0046]在室溫下將一定量的氯化鋅和四氯化鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為5:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為10:1),隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于140°C下加熱12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在10%的懸濁液，按5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0047]按實(shí)施例1的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷):≤180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g-1):0.50，閃點(diǎn)(V ):191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56X IO80
[0048]實(shí)施例6
[0049]在室溫下將一定量的氯化鋅和四氯化鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為5:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為10:1),隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于140°C下加熱12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在10%的懸濁液，按5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0050]按實(shí)施例1的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷):≤180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g-1):0.50，閃點(diǎn)(V ):191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56X IO80
[0051]實(shí)施例7
[0052]在室溫下將一定量的氯化鋅和四氯化鈦溶解于去離子水中(鋅鈦金屬離子的摩爾比為5:1)，配制成一定濃度的溶液加入水熱反應(yīng)釜中(尿素與金屬離子總量的摩爾比為10:1),隨后向該混合溶液中加入一定量的尿素。將水熱反應(yīng)爸置于控溫加熱箱中，于150°C下加熱12h，得到白色沉淀，趁熱過(guò)濾，得到鋅鈦水滑石前驅(qū)體；將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在10%的懸濁液，按5%的配比稱取磷鎢酸溶解于此懸濁液中，在超聲波振蕩器中離子交換4h，過(guò)濾后按此方法再交換一次，抽濾，置于烘箱中烘干，得白色磷鎢酸陰離子插層鋅鈦水滑石催化劑。
[0053]按實(shí)施例1的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行活性評(píng)價(jià)，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為:外觀:黃色油狀液體，色澤(鉬-鈷):≤180號(hào)，環(huán)氧值(%):4.93%，酸值(mg.g-1):0.50，閃點(diǎn)(V ):191，加熱減量((125。。X3 小時(shí))％):≤ 0.5，電阻率(Ω.m):6.56X IO80
[0054]由圖1可看出，磷鎢酸插層鋅鈦水滑石樣品在2 Θ =11.2，22.8，34.5，60.2o左右處的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)于水滑石(003) (hkl)，(006)，(009)，(110)晶面的特征峰。由XRD數(shù)據(jù)，利用布拉格(Bragg)方程可以計(jì)算出水滑石層板之間的(003)距離約為0.89nm，而用磷鎢酸插層后得到的類水滑石層板之間的(003)距離達(dá)到1.25nm，這說(shuō)明磷鎢酸根離子已成功地進(jìn)入到水滑石層板間。
[0055]圖2中3150~3700CHT1處的寬峰歸屬于層間結(jié)合水的氫氧鍵伸縮振動(dòng)峰，1620cm-1處的吸收峰為層間結(jié)晶水的變形彎曲振動(dòng)峰，1422cm-1處吸收峰歸屬于CO廣的特征吸收峰，說(shuō)明磷鎢酸插層鋅鈦水滑石均具有水滑石的紅外特征吸收峰。磷鎢酸插層鋅鈦水滑石的IR譜在1422cm—1處的⑶廣的特征吸收峰強(qiáng)度明顯減弱，在1030，978，885(^1處出現(xiàn)了磷鎢酸根的特征吸收峰，這證明磷鎢酸根離子已經(jīng)部分取代了水滑石層板間的CO廣而插入層間。`
【權(quán)利要求】
1.一種類水滑石催化劑，其特征在于:所述的類水滑石是以二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽為原料合成的水滑石為催化劑的插層載體，插層載體為磷鎢酸陰尚子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類水滑石催化劑，其特征在于:所述的二價(jià)金屬鹽是Mg、Ca、Zn的硝酸鹽、氯化物中的任何一種；所述的三價(jià)金屬鹽是Al、Fe的硝酸鹽、氯化物中的一種；所述的四價(jià)金屬鹽是Ti的氯化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類水滑石催化劑的制備方法，其步驟如下: 室溫下，在去離子水介質(zhì)中，將二價(jià)金屬鹽和三價(jià)金屬鹽或二價(jià)金屬鹽和四價(jià)金屬鹽和尿素發(fā)生反應(yīng)，得到類水滑石前驅(qū)體； 將此前驅(qū)體分散于去離子水中形成固含量在7%?10%的懸濁液，與前驅(qū)體的質(zhì)量比為3%?5%的磷鎢酸溶解于此懸濁液中，離子交換，得磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的類水滑石催化劑的制備方法，其特征在于:所述的二價(jià)金屬離子與三價(jià)金屬離子或二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的摩爾比為2:1?5:1，尿素與上述金屬離子總量的摩爾比為6:1?10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類水滑石催化劑的應(yīng)用，其特征在于:所述的催化劑用于脂肪酸甲酯環(huán)氧化反應(yīng)合成環(huán)氧脂肪酸甲酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的類水滑石催化劑的應(yīng)用，其特征在于:脂肪酸甲酯，甲醇，磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑和過(guò)量的過(guò)氧化氫反應(yīng)，分離得到環(huán)氧脂肪酸甲酯； 磷鎢酸陰離子插層類水滑石催化劑用量是脂肪酸甲酯的量3%?10%，H2O2與脂肪酸甲酯雙鍵摩爾數(shù)之比是1:1?3:1，反應(yīng)溫度55?75V。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的類水滑石催化劑的應(yīng)用，其特征在于:所述的脂肪酸甲酯為 R1-CH=CH-R2-CooCH, R1 和 R2 碳數(shù)為 14一 16。
【文檔編號(hào)】C07D303/42GK103816929SQ201410069713
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】任曉乾, 孫守飛, 梁金花, 丁云, 楊歡, 鄒暢暢, 屈秀紅 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)